بررسی اثر پارامترهای سنتز کربن فعال مبتنی بر لیگنین بر روی ویژگیهای ساختاری آن

کربن فعال یک جاذب متخلخل با سطح ویژه، حجم حفرات و توزیع اندازه حفرات قابل قبول برای بسیاری از کاربردها ازجمله جذب سطحی هست. این ماده از منابع متعدد طبیعی حاوی کربن به دست می آید. به دلیل افزایش تقاضا برای کربن فعال، پیش ماده های ارزان قیمت بسیار مورد توجه هستند. در این میان مایع سیاه که پسماند صنعتی حاصل از فرآیند لیگنین کرافت در کارخانجات کاغذسازی و حاوی مقادیر بالایی از کربن است، می تواند به عنوان پیش ماده مناسب و ارزان قیمت برای تولید کربن فعال استفاده شده و ارزش افزوده بالایی ایجاد کند.

در این تحقیق، در ابتدا لیگنین از پسماند صنعتی مایع سیاه که تهیه شده از کارخانه صنایع چوب و کاغذ ایران است، تحت شرایط مشخص و با بررسی تاثیر pH استخراج شد و سپس کربن پودری با استفاده از روش فعال سازی شیمیایی توسط عامل فعال سازی شیمیایی فسفریک اسید از لیگنین استخراج شده سنتز شد. به منظور بررسی اثر پارامتر دمای فعال سازی بر روی ساختار کربن فعال، شامل مساحت سطح ویژه، حجم حفرات و توزیع اندازه حفرات، سه دمای فعال سازی 400 و 500 و 600 درجه سانتی گراد در نسبت عامل فعال سازی 2 موردبررسی قرار گرفت. جاذب های سنتز شده به منظور بررسی خواص فیزیکی و مورفولوژی سطح تحت آنالیزهای FTIR، BET و SEM قرار گرفتند.

نتایج حاکی از آن بود که بالاترین میزان لیگنین با ساختاری مشابه به لیگنین تخریب شده، در 2=pH  بازیابی شد. بررسی اثر پارامتر درجه حرارت فعال سازی نشان داد که دمای 500 درجه سانتی گراد می تواند دمای مناسبی برای سنتز کربن فعال با مساحت سطح ویژه بالا باشد و افزایش دمای بالاتر از 500 درجه سانتی گراد موثر نیست. از میان جاذب های سنتز شده، نمونه کربن فعال سنتز شده در دمای فعال سازی 500 درجه سانتی گراد، دارای بالاترین مساحت سطح ویژه و حجم حفرات کل به ترتیب  m2/g 31/1573 و  cm3/g 89/0 بود که پتانسیل بالای این پیش ماده را به عنوان جاذب کربن فعال نشان می دهد.